环球科学：2023年科学突破奖获奖名单公布，DeepMind创始人获300万美元大奖

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　　· 科学奖项 ·

　　2023年科学突破奖获奖名单公布

　　当地时间9月22日，2023年科学突破奖（（Breakthrough Prize）获奖名单公布。生命科学突破奖、基础物理学突破奖、数学突破奖分别授予5个研究项目的共11位科学家，每个项目奖金金额为300万美元。除主要奖项外，本次还颁发了6项新视野奖（New Horizons Prize），每项奖金10万美元，以及3项玛丽亚姆·米尔扎哈尼新前沿奖（Maryam Mirzakhani New Frontiers Prizes），今年的总奖金额度达到了1575万美元。

　　克利福德·P. 布朗温（左）和安东尼·A. 海曼（右）

　　生命科学突破奖颁发给了3个项目共6位科学家。其中，普林斯顿大学的克利福德·P. 布朗温（Clifford P. Brangwynne）和马克斯·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所的安东尼·A. 海曼（Anthony A. Hyman）发现了由蛋白质和RNA相分离成无膜液滴介导的细胞组织的基本机制，从根本上推动了我们对细胞组织的理解。

　　杰米斯·哈萨比斯（左）和约翰·江珀（右）图片来源：twitter

　　DeepMind的杰米斯·哈萨比斯（Demis Hassabis）和约翰·江珀（John Jumper）开发了能够以前所未有的准确度预测蛋白质结构的AlphaFold，目前Alphafold2已经提供了超过2.14亿个蛋白质的预测结构，囊括了地球几乎所有生物物种，这将为从药物设计到合成生物学等诸多领域的研究，带来巨大的变化。

　　柳泽正史（右）和伊曼纽尔·米尼奥（左）

　　斯坦福大学医学院的伊曼纽尔·米尼奥（Emmanuel Mignot）和筑波大学的柳泽正史（Masashi Yanagisawa）发现，食欲素减少是嗜睡症的核心原因，他们揭示了嗜睡症是一种与自身免疫相关的神经退行性疾病，使对应药物疗法的开发成为可能。

　　戴维·多伊奇（左）和吉勒斯·布拉萨德（右）

　　查尔斯·H. 本内特（左）和彼得·W. 肖尔（右）

　　基础物理学突破奖颁给了IBM托马斯·J. 沃森研究中心的查尔斯·H. 本内特（Charles H. Bennett）、蒙特利尔大学的吉勒斯·布拉萨德（Gilles Brassard）、牛津大学的戴维·多伊奇（David Deutsch）和麻省理工学院的彼得·W. 肖尔（Peter W. Shor）。本内特和布拉萨德为量子信息领域做出了大量奠基性工作，他们提出了“量子隐形传态”的构想，证明了量子纠缠能将粒子未知的量子态实现空间传送，而不需要传送粒子本身。多伊奇建立了以量子比特为基本单元的通用量子计算机体系，奠定了量子计算的基础。在此基础上，肖尔发明了第一个显著可行的量子计算机算法。

　　丹尼尔·A. 施皮尔曼

　　数学突破奖颁给了耶鲁大学的丹尼尔·A. 施皮尔曼（Daniel A. Spielman），以表彰他对理论计算机科学和数学的突破性贡献，包括谱图理论、卡迪森-辛格问题、数值线性代数、优化和编码理论。

　　· 科学家 ·

　　“中国行动计划”首位被告的三项电汇欺诈罪名被推翻

　　据《自然》新闻报道，当地时间9月19日，美国一名联邦法官推翻了对堪萨斯大学（University of Kansas）化学工程与化学系教授陶丰（Franklin Tao）的三项电信欺诈罪指控。该法官表示：“尽管陶丰没有告知堪萨斯大学其在中国的教职任命，但没有证据表明他因此获得了经济上的利益”，因此不构成电信欺诈。陶丰的律师表示，陶丰目前正在等待宣判，届时，团队会决定是否上诉。

　　陶丰于2014年起在堪萨斯大学环境有益催化中心（Center for Environmentally Beneficial Catalysis）从事可再生能源及页岩气相关项目的研究，检方称其2018年与一所中国大学签订了一份为期五年的合同。陶丰在2019年8月遭到逮捕，成为美国“中国行动计划”（China Initiative）所起诉的首名被告。虽然“中国行动计划”于今年2月宣告终止，但美国司法部表示仍将继续追究构成威胁的相关案件。

　　另据《科学》新闻报道，美国得克萨斯农工大学（Texas A&M University）的材料学教授郑成东达成认罪协议，承认对美国航空航天局（NASA）做出虚假陈述，隐瞒其与两所中国大学的关系。经商定，刑期定为郑成东在2020年8月被捕后，在狱中度过的13个月，另外郑成东还需向NASA偿还86876美元的研究经费，并支付2万美元罚款。

　　· 天文学 ·

　　天文学家监测到银河系中心黑洞周边的气体热斑

　　ALMA观测到的热点位置及其绕银心黑洞人马座A*运行的轨道示意图。（图片来源：EHT Collaboration, ESO/M. Kornmesser （Acknowledgment: M. Wielgus）

　　近日，一项发表在《天文学与天体物理学》（Astronomy & Astrophysics）的研究利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵（ALMA）发现了银河系中心黑洞人马座A*（Sagittarius A*）附近的热斑（hotspot），对黑洞的性质进行了进一步阐释。

　　此前人马座A*的热斑只在X射线和红外光谱上才能清晰显示，这项研究是首次在射电观测中发现了热斑信号。这很可能是因为热斑在逐渐冷却，使得它能在更长的波段处被观测到。研究人员将ALMA对人马座A*的观测数据与理论模型相结合，来更多地理解热斑的起源以及它嵌入的磁场环境，甚至包括人马座A*周围的环境。研究结果证实了此前甚大望远镜（VLT）的一些发现，即热斑起源于黑洞周边以顺时针方向、30%的光速绕其运行的热气体泡。未来，研究者计划从多波段追踪这些热斑，为黑洞及其周边宇宙的性质提供新的启示。

　　· 生态学 ·

　　全球超过1/10的陆地遗传多样性丧失

　　破坏或者占领物种的栖息地会让物种的基因多样性丧失，使得它们难以应对环境的变化，因而更容易灭绝。据一项发表于《科学》的新研究，气候变化和栖息地破坏可能已经导致了全球超过1/10的陆地遗传多样性丧失。这也意味着无法实现联合国在去年确定的、在2030年保护地球上90%的遗传多样性的目标。

　　研究人员构建了一个连接生物多样性理论和种群遗传学的数学框架，用于评估在特定区域内生存的物种基因突变的丰富程度，以及遗传多样性如何随栖息地丧失而减少。通过分析超过1万个生物个体（属于20个不同的物种）的基因组数据，他们发现基因突变减少和栖息地丧失之间存在幂律关系。而目前许多受威胁和非受威胁物种的遗传多样性可能已经丧失了10%以上，全球的陆生植物和动物可能面临着比之前认为更大的遗传多样性丧失风险，而这个过程实际上是不可逆的。

　　· 物理学 ·

　　传统计算机也可解决一些量子问题

　　量子多体问题研究的是许多个粒子的相互作用，在传统计算机上，模拟这一系统所需的计算量随粒子数呈指数级增长。通常科学家认为只有未来的量子计算机才能解决这一问题，但在其实现之前，许多问题只能依赖经典计算机。近日，一项发表在《科学》上的研究，证明了传统计算机上运行的机器学习模型能用来解决量子多体问题。

　　科学家建立了神经网络模型，用机器学习预测量子系统的变化。由于算法的复杂多维，机器学习的内部过程很难被解释，也就难以作为理解量子物理相互作用的参考。为此，科学家与加州理工AWS量子计算中心合作进行了大量数值模拟，解析了机器学习“黑箱“的运作，首次从数学上证明了传统的机器学习能被有效地用来模拟量子多体系统。这项研究为借助传统机器学习的预测结果理解量子系统打开了新的大门。

　　· 新冠疫情 ·

　　据国家卫健委官方数据，9月22日0—24时，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例175例。其中境外输入病例54例（上海15例，广东14例，福建10例，云南7例，辽宁2例，黑龙江2例，北京1例，山东1例，重庆1例，四川1例），含4例由无症状感染者转为确诊病例（辽宁2例，北京1例，福建1例）；本土病例121例（四川43例，贵州43例，黑龙江15例，西藏9例，湖南4例，北京2例，广东2例，云南2例，天津1例），含21例由无症状感染者转为确诊病例（四川13例，黑龙江6例，贵州1例，云南1例）。无新增死亡病例。无新增疑似病例。

　　31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增无症状感染者726例，其中境外输入99例，本土627例（黑龙江221例，西藏131例，贵州103例，宁夏59例，四川30例，湖北16例，山东12例，天津10例，广西8例，新疆8例，河北7例，广东4例，云南4例，内蒙古2例，河南2例，湖南2例，陕西2例，上海1例，江苏1例，安徽1例，重庆1例，甘肃1例，青海1例）。

　　截至2022年9月21日，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团累计报告接种新冠病毒疫苗343571.9万剂次。

　　文：二七、不周、clefable、马一瑗、韩佳桐